Способ низкотемпературного разделения углеводородных газов
лзьФе.;1 м© те:,и че,. а о.,одете::а !.)Ь h
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
«ц 703735
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлеио251276 (2!) 2433292/23-26 (51)М. Кл 2
F 25 J 3/02 с присоединением заявк М (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДН621. 593 (088. 8) Опубликовано 15.12.79. Бюллетень No 46
Дата опубликования описания 15.12.79 (72) ор E. Н. Константинов, A. И. Фридт, В. А. Кузнечиков, 72 Авто ы изобретения М. A. Берлин и В. В.:Кафаров
Всесоюзный научно-исследовательский и проектный
Заявитель институт по переработке гаэа (54) спОсОБ низкОтемпеРА1УРнОГО РАЭДелениЯ
УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ!
Настоящее изобретение отнОситсЯ к нефтяной, газовой и газоперерабатывающей промышленности, касается разделения компонентов газовых смесей путем ниэкотемпературной конден, сации и деметанизации и применяется в способах низкотемпературного разделения углеводородных газов.
Известен способ переработки при родных и нефтяных газов путем низко- !0 температурной конденсации, включающий компримирование газа, охлаждение внешним хладоагентом и обратными потоками, сепарацию с разделением на газовую фазу и конденсат и после-!5 ду1ощую деметаниэацию конденсата (1) 1
Однако использование ниэкотемйе ратурного потенциала в известном способе достигается за счет использования внешнего холодильного агеи- 20 та, что приводит к увеличению энерге- тических и капитальных затрат.
Известен способ низкотемпературного разделения, в котором процессы иизкотемпературной конденсации и дросселирования совмещают с процес- сом абсорбции (2).
Однако в этом способе абсорбцию компонентов углеводородных газов производят на стадии конденсации 30 сдросселированного газа после его сжатия давления исходного газа при низких температурах.
Известен способ ниэкотемпературно го разделения углеводородных газов с использованием ступенчатой сепарации и получения холода sa счет дрос- . ,селирования конденсата (3), Существенным недостатком этого способа является то, что паровую фазу, полученную после сепарации, сжимают в компрессоре н направляют на деметанизацию. Компримирование газа всегда связано с дополнительными ° капитало- и энергозатратами.
Целью изобретения является снижение капитальйых и энергетических затрат и увеличение"стейени извлечения целевых компонентов, Поставленная цель достигается тем, что газовую фазу,обраэсвавшуюся после дросселированйя абсорбируют с помощью углеводородов ° сущность настоящего изобретения йойсняется прилагаемой принципиальной схемой, на которой изображены следующие машины и аппаратура. Компрессор 1, холодильники 2, 3, 4, 5 и
6, сепараторы 7, 8, 9, 10, насос 11, 70 3735холодильник 12, колонна деметанизации 13 и насос 14.
Процесс по данной схеме осуществляется следующим образом.
Сырой газ после сжатия в компрессоре 1 до давления 35-40 кгс/см2, очистки от СО2 и осушки от влаги (на схеме показано условно) охлаждают в холодильниках 2, 3, 4, 5 обратными потоками сухого газа (в холодильнике 2, 4), внешним хладоагентом, 0 (в холодильнике 3) и углевоДзродным конденсатом (в холодильнике 5); после холодильника 5 частично сконденсированный сырой гаэ подают в сепаратор 7, иэ которого пароауе фазу после рекуперации холода выводят из уста новки, а конденсат дросселируют до давлейия, более низкого, чем давление окончательной деметанизации в колонне деметанизации 13, и направляют в сепаратор 8; из сепаратора 8 паровую Фазу после рекуперации холода направляют на смещение с паровой фазой из сепаратора 9,а конденсат,пос ле отдачи холода испарения сырому газу в холодильнике 5,направляют a сепаратор 9: жидкую фазу иэ сепаратора
9 насосом 11 через холодильник 12 подают в "колонну 13 на окончательную деметанизацию, а паровую фазу из сепаратора 9, после смещения с частью 30 паровой фазы из сеператора 8 направляют на одноступенчатую углеводород-. ную абсорбцию. Полученную в результате абсорбции смесь углеводородов охлаждают в холодильнике 6 и напран- 35 ляют. в сеператор 10.
Наличие сепаратора 10 необходимо в случае неполной углеводороДной абсорбции, которую в некоторых сулчаях целесообразно осуществлять с целью 40 увеличения извлечения целевых компо-. нентов из газа. Увеличение извлечения целевых компонентов при этом достигают путем снижения температуры в сеператоре7 эа счет более глубокого дросселирования конденсатора.
Одновременно со снижения давления дросселирования понижают давление абсорбции и полная абсорбция становится нежелательной иэ-эа увеличения расхода абсорбента. Паровую фазу иэ сепаратора 10 после рекуперации холода н холодильнике 2 нынодят иэ установки, а жидкую насосом 14 подают, н колонну 13 на окончательную цеметанизацию. 55
П р" и. м е р 1. Работоспособность .предлагаемого способа низкотемпературной деметаниэации углеводородных газов была исследована расчетным путем. . 60
В качестве исходного газа принят газ, характерный для нефтяных место рожденйй Западной Сибири, объем 1 млрд.ньяи в год следующего состава (вес.Ъ) СН4- 60,78; С2Нб - 8 52;
1 -ЗНЪ . б 03 (С4Н О вЂ” 3,42; пС,НО
04 <СОЛНЦ 1 72 ИС Н)g 1
С6Н(4. — О, 60.
Нефтяной газ компримирования до
40 ат охлаждают в холодильниках 2, 3, 4, 5 до температуры минус 50оС и подают в сепаратор 7. Паровую фазу из сепаратора 7 после рекуперации холода в количестве 71 772 кг/час с составом (вес.Ъ) СН4 -87,04;
С С Нь — 6,87; С НЪ -4,70; LC4H)p—
0,53 q С НЦ вЂ” О, 75; ЕС5Н 2 — 0,06;
IlC) H)g О, 05; С()Н14 - О, 00 выводят из установки, в конденсат н количестве 41 695 кг/час с составом (вес.Ъ)
СН4 — 15, 58; С) Н6- 11, 36; С 1Н -35, 54;
L С4Ня) — 8) 39; пС4Н(Π— 17) 86; (С5Н!24,57; п.СзН!1 -5,06; СьН,<- 1,63 ДРосселируют до давления 3,5 ат, получая при этом температуру минус 92 С,и подают в сепаратор 8. Жидкую фазу иэ1
1 сепаратора 8 в количестве 32 264 кг/
/час с составом СН4 — 1,26; С1Нб H) 61) СЗН - 42) 14 4 C4H>p - 10,63;
П С4Н О - ) (-бН 2 — ) ) УО),Я(ЛЯ вЂ” б, 53.; С Н<4 — 2, 10 подогренают н холодильнике 5 до температуры минус 40оС и направляют в сепаратор 9. Паровую фазу из сепаратора 8 н Количестве
9 431 кг/час с составом (вес. Ъ):
CH4 — 64,58; С2Н6 — 20,75; СЗН8 — 12,96; (С4Н)p — 0,74; пС4Н10 — 0,89; iСБН12
О, 04; пС Н12 — О, 03; С))Н 4 — О, 00 после рекуперации холода н холодильнике 4 смешивают с гаровой Фазой из сепаратора 9 и полученную смесь в количестве 18 353 кг/час р составом (вес.%) СН4- 34, 84; С Нб — 21, 40;
СЗН " 35,66; 4, 38; L С6Н42 — О, 32; пС Н)2 — Д, 23; C H q — О, 02 подвергают абсорбции. В качестве абсорбции берут чистый гексан (СбН)4 - 100 вес.Ъ) в количесТве 35 000 кг/час. В результате абсорб-. ции получают сухой гаэ в количестве 10 573 кг/час с состаном (вес.Ъ) СН4 — 59, 45; С Н6-31,93; СЗН - 6,22; t. C@H 0 0,06; пС4Н(0 — 0,01;(.пСбН 2— 0)00) С6Н44 - 0,00) СбН 4. — 2,33 и насыщенный абсорбент в количестве 42 776 кг/час с составом (нес.%) СН4 - 0,25),С Н6- 1,29; C Hg,— 13,76; "C4H)p — ) 34; 0) 14 "C5H10 0 10 i С6Н 4 81,24. Сухой газ после .рекуперации холода в холодильнике 2 выводят-из устанбвки, а насыщенный абсорбент подают насосом на смешение с конденсатором иэ сепаратора 9 в количестве 23 343 кг/ /час с составом (вес.Ъ) С Н4 — 0,44; СУ Н6- 3) 461 CgHg- 35,45; (.С4Н4012)53; .ЙС4Нщ - 26) 45; (.С Н12 - 7) 92 ,ПС Н42 - 8,96Г СбН44- 2) 89 и полученную смесь в количестве 66 119 кг/ /час с составом (вес.Ъ) СН4-0,32; С Нб- 2,06; С Н - 21,42; 1С4Нц— 5,29; ЛCjHgp - 11,26) LС Н вЂ” 2,88; 703735 Заказ 7802/38 Тираж 607 Подписное ЦНИИП И Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 и С Н 2 - 3, 19; СЬН 4 - 53,581 направляют в колонну 13,. где разделяют на широкую фракци1о углеводородов в количестве 64 170 кг/час с составом (вес.%) СН4-, 0,00; С Н6-0,21; С2Н 21,29; а CyH
55,20 и верхний продукт в количестве 1 949 кг/час с составом (вес.Ъ) СН4.10,82; С2Н6- 62,93; СЗН - 25,68I (.С4Нр - 0,36; пС4Нр — 0,21; ьС5Н 2 0 00). пс5нц2 0 00 сбн — 0 00, Общий коэффициент извлечения целевых компонентов Сз+ составляет 91,70%, Аналогичные расчеты были проведены и для известных способов. Расчеты, показывают, что в настоящем способе извлечения целевых компонентов иэ исодной газовой смеси увеличивается а 12,53. Кроме того эа счет абсорбции газов из сепаратора 9 и 8 и пере вода их в жидкую фазу и подачи ее в колонну деметанизации насосом исключается компрессор. Это позволяет по.лучить экономию капитальных затрат при строительстве установки по предлагаемому способу. Настоящий способ позволяет сократить энергозатраты за счет более экономичной работы насоса по сравнению с компрессором, -повысить надежность работы установки и снизить эксплуатационные расходы за счет упрощения обслуживания установки при реализации предложенного способа. Формула изобретения Способ низкотемпературного раздепения углеводородных газов, включающий их компримирование, охлаждение обратным потоком и внешним хладоагентом, сепарацию с получением конден сата, дросселирование конденсата, разделение его на газовую и жидкую фазы с последующим их сжатием . и де:метанизацией, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения капи. тальных и энергетических затрат, увеличения степени извлечения целевых компонентов, газовую фазу, образовавшуюся после дросселирования, абсорбируют с помощью углеводородов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Сборник ВНИИОЭНТ Нефтепромысловое дело, И., 1975 r., 9 2, с. 50-52. 2. Патент СМА Р 3932156, кл. 6217 от 1976 r. 3. Авторское свидетельство СССР 9 255299, кл. Р 25 .) 3/02.
